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文檔簡介
1、1雙螺桿混料工藝當雙螺旋混合機在規(guī)定時間完成攪拌混合后, 最短時間內一次放清可保證物 料的均勻度;如用側口螺旋帶逐漸放凈,一是耽誤時間,達不到預期生產率,二 是物料本已達到最佳均勻度,過度攪拌反而會使物料離析,破壞了均勻度,從而 失去了選用臥式混合機的意義。中 螺旋帶與殼體之間的間隙可以為4毫米10毫米,物料可以用摩擦力帶 動全部參加混合。但由于粉碎粒度及物料的摩擦系數不一樣, 因此會使各種組分 的物料參加 混合的時間不一樣,造成產品的不均勻性。一是注意加工精度,使 底隙減少到3毫米左右;另一種是將主軸與殼體之間做成位置可調整的形式, 根 據磨損量可經常調整 螺旋帶與殼體之間的間隙。在選擇混合
2、機時,這兩種形式 的產品應是最佳選擇。雙螺桿擠出機具有以下特點:1容易加料: 雙螺桿擠出機靠正位移原理輸送物料, 不會有壓力回流。 在單螺桿 擠出機上難以加入的, 有很高或很低粘度, 以及與金屬表面間有很寬范圍摩擦系 數的物料,如帶狀料、糊狀料、粉料、玻纖等都可以加入;玻纖還可以在不同部 位加入。雙螺桿擠出機特別適合于加工PVC粉料,可以用粉狀PVC 直接擠出管材、 型材。2物料在雙螺桿擠出機中停留時間短:適合于那些停留時間過長就會固化或凝聚 的物料的著色與混合,比如熱固性粉末涂層材料的擠出。3優(yōu)異的排氣性: 由于雙螺桿擠出機嚙合部分的有效混合, 排氣部分的自潔功能 使得物料在排氣段能獲得完全
3、的表面更新。4優(yōu)異的混合與塑化效果: 由于兩根螺桿互相嚙合, 物料在擠出過程中進行著比 單螺桿擠出機中更復雜的運動,經受縱橫雙向的剪切混合。5較低的比功率消耗: 由于雙螺桿擠出機的螺桿長徑比較短, 物料的能量多由外熱輸入; 而單螺桿擠出機的螺桿長徑比要大出2030%, 并且機頭和分流板篩網 增加了阻力,因此相同產量的雙螺桿擠出機比單螺桿擠出機的能耗要低50%。6雙螺桿擠出機的容積效率非常高: 其螺桿特性線較硬, 流率對口模壓力的變化 不敏感,用于擠出大截面的制品比較有效, 特別是擠出難以加工的材料時。 單螺 桿擠出機的流率對口模壓力變化比較敏感。雙螺桿擠出機的擠壓系統(tǒng)是由兩根嚙合或非嚙合、整體
4、式或組合式、同向回 轉或異向旋轉的螺桿和整體式或組合式的料筒所組成。 物料進入加料斗, 經過螺 桿到達口模;在此過程中,物料的運動情況、受到的混煉情況與螺桿是否嚙合、是同向回轉還是異向旋轉、螺桿區(qū)段的形狀和尺寸等因素關系密切。在非嚙合型的全螺紋雙螺桿中,物料會產生4種流動,使混煉剪切效果增強;但這種雙螺桿沒有自潔作用,一般用于混料。嚙合同向回轉型雙螺桿中,螺槽和料筒壁形成一些封閉的小室。物料在小室 中按螺旋線運動, 但由于在嚙合處兩根螺桿圓周上各點的運動方向相反, 而且嚙 合間隙非常小, 使得物料不能從上到下運動, 這樣就迫使物料從一根螺桿和料筒 壁形成的小室向另一根螺桿和料筒壁形成的小室移動
5、,從而形成螺旋運動。這種同向嚙合雙螺桿, 一根螺桿外徑和另一根螺桿根徑之間的間隙設計的很小, 因 此具有自潔作用,物料不會粘在螺槽上,物料在料筒中的停留時間也短;在共軛 區(qū)有較大的相對速度,混合作用強烈。這種螺桿一般也用于混料。異向旋轉嚙合型雙螺桿中,兩根螺桿是對稱的;由于兩根螺桿回轉方向不同,物料不能形成螺旋X運動,而是在螺紋推動下通過各部分的間隙做圓周運動,同2時朝口模方向運動。 物料通過兩根螺桿之間的徑向間隙時所受的剪切攪拌作用最 強。 另外在螺紋外徑和料筒壁形成的間隙中以及兩根螺桿螺棱的側隙間都有漏流 發(fā)生。 反向回轉的雙螺桿在一根螺桿的外徑和另一根螺桿的根徑之間必須留出一 定的間隙,
6、 而不能完全靠公差來保證,以便讓物料通過。這種雙螺桿的自潔性能 較差,但剪切強烈,塑化好,因此較多用于加工制品。雙螺桿擠出機中,螺桿的螺紋頭數對物料的作用也有很大影響:單頭螺紋:用于嚙合型的同向回轉雙螺桿,主要用于加工硬質聚氯乙烯;由 于螺槽較深不適合于其它樹脂。如果用于非嚙合的異向回轉雙螺桿上, 因其沒有 自潔作用,功能上更像是單螺桿擠出機,適合于混煉。雙頭螺紋:有較深的螺槽,因此在單位長度上有較大的自由體積,在相同 的螺桿轉數下物料的平均剪切熱比較低, 混合作用柔和, 當其在和三頭螺紋相同 的剪切應力和扭矩下工作時,可以開到較高的轉數;適合于混料,特別適于加工 粉料、低松密度的物料、難于加
7、入的物料、不需要高剪切力或者對剪切敏感、對 溫度敏感的物料。一般用于嚙合同向回轉型的雙螺桿。三頭螺紋:螺槽較淺,在相同螺桿速度下,物料比在雙頭螺紋中受到的剪切 高。主要用于需要高剪切物料的加工。螺桿類型說明單頭螺紋深螺槽加工硬PVC,不適于普通樹脂嚙合同向回轉雙頭螺紋中等深度螺 槽最適于混料,自潔性和高速擠出性優(yōu)越,受熱時間 短,受熱均勻。 由于螺桿采用組合式, 因此可以自 由選擇物料沿料筒所需的壓力和溫度分布。加料穩(wěn) 疋;排氣段表面更新效果好。三頭螺紋淺螺槽同上異向回轉嚙合型剪切作用強,適于加工PVC,塑化均勻非嚙合型適用于混料,無自潔作用雙螺桿擠出機的螺桿,從結構形式上可以分為整體式和組合
8、式兩種。1整體式雙 螺桿:螺桿是由整根材料做成的,分為以下幾種:1Colombo型:這是一種同向回轉的雙螺桿擠出機,其螺桿由三段單頭螺紋組成, 各段有不同的螺距、根徑、外徑。其外徑從加料段向口模方向分段變小,同時根徑則逐漸變大??拷恿隙蔚穆菥噍^大,中間段螺距稍小,接近口模的一段螺距 最小。各段之間有環(huán)形無螺紋區(qū),有可能產生強烈的混煉效果。兩根螺桿的螺紋 全部嚙合。在料筒上需要加工出三個與螺桿相對應的臺階。 這種雙螺桿是靠改變 螺距和螺紋內外徑來獲得壓縮比的。2Pasquetti型:這是一種異向回轉的雙螺桿,也是由三段螺紋組成。兩根螺桿 的內外徑之間留有一定的間隙;內外徑的全長保持不變,靠逐漸
9、減小螺距來獲得 壓縮比。在各螺紋段之間均有無螺紋區(qū),物料通過這段區(qū)域時得到進一步的混煉。3Mapre型:這也是一種異向回轉的雙螺桿,螺紋形狀為矩形。螺桿的直徑在全 長上保持不變,但螺紋棱寬從加料端朝口模端逐漸增大,以獲得壓縮比。4錐形雙螺桿:由三段螺紋組成,靠螺桿的錐形獲得壓縮比。2組合式雙螺桿:是由不同數目、具有不同功能的螺桿元件,按照一定的要求和 順序,安裝到帶有導鍵或者六角形芯軸上組合而成的。 根據所加工的物料和不同 工藝要求, 可以選3擇不同數量、 不同類型的螺桿元件及其最佳組合來擠出成型加 工。這樣就可以用有限的螺桿元件,通過不同的組合,來適應不同的要求,從而 解決了加工需要的通用性
10、與機器的專用性之間的矛盾。螺桿元件多種多樣,主要包括輸送元件、剪切元件、混合元件、壓縮元件、 捏合元件等。1輸送元件:大多是螺紋型的,主要作用是輸送物料,也對物料進行混合。2剪切元件:由剪切盤或者剪切螺紋組成,作用是對物料進行剪切。3混煉元件: 由帶齒的兩組盤組成, 一根螺桿的一組盤插入另一根螺桿的兩組盤 之間;主要起到混煉的作用。齒的數目和形狀取決于混煉的要求。4捏合元件: 由不同數目的捏合盤組成, 每個盤有不同的寬度, 盤之間以不同的 錯開角安放; 所有捏合盤的截面都一樣。 在捏合盤之間產生一種楔性流動, 這就 使熔料產生強烈的循環(huán), 當熔體從一個盤流向另一個盤時, 產生強烈的橫向混合 與
11、剪切。如果將一根螺桿上的幾個捏合盤在一個方向錯開, 物料不但可以向下游 流動,也可以向上游流動,實現縱向混合。雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機的料筒結構也分為整體式和組合式兩種。 整體式料筒 一般多用于單一目的。 而組合式料筒由幾個料筒段連接而成, 有的料筒段上開了 排氣孔,有的沒有開排氣孔。 整個組合料筒的長度和排氣孔的位置要根據工藝需 要和螺桿協(xié)調進行組合。5.雙螺桿擠出機的主要參數有以下這些:1螺桿直徑:指螺桿外徑,單位mm對于變化的直徑或錐形雙螺桿來說,這是一個變值,應當指明是哪一端直徑。雙螺桿擠出機的螺桿直徑為28340mm直徑越大,表征設備的擠出量越大。2螺桿長徑比: 指螺桿的有效長度與螺
12、桿外徑之比。 對于整體式雙螺桿, 長徑比 是固定的,一般為718;對于組合式雙螺桿,長徑比是可變的,有的甚至可達36:1。3螺桿轉向:分為同向旋轉和異向旋轉。同向選裝的雙螺桿擠出機多用于混料, 異向旋轉的雙螺桿擠出機多用于擠出制品。4驅動功率:指驅動螺桿的電動機功率,單位kW5螺桿承受的扭矩: 雙螺桿擠出機承受的扭矩載荷較大。 為表征其承載能力和保 護擠出機安全運轉, 一般在其規(guī)格參數中要列出螺桿所能承受的最大扭矩, 工作 時不能超過。單位公斤.米。6推力軸承的承載能力: 推力軸承在雙螺桿擠出機中是個重要部件, 一般在產品 規(guī)格說明中都會給出這個指標。7螺桿轉數范圍:nminnmax nmin
13、是最低轉數,nmax是最高轉數。8加熱功率和加熱段數:加熱功率的單位是kW9產量:單位是kg/h。合理選擇塑料造粒工藝是決定造粒廠母粒質量好壞重要因素。造粒廠在雙螺 桿造粒工藝中應注意的事項有:(1)加熱溫度 加熱溫度取決于載體樹脂的軟化點或熔融溫度,載體樹脂軟化點或熔融溫度越高,加熱溫度也就越高,一般應高出樹脂的熔融溫度5C左右。加熱溫度過低樹脂不 能充分熔化,有限的載體樹脂也就無法將無機粉完全包覆,母粒的表面粗糙粒子 中間出現空洞,樹脂和無機粉體無法成均勻體系。 加熱溫度過高,助劑易揮發(fā)樣, 螺桿剪切力降低不宜塑化, 同樣影響母粒的質量。 一般情況下, 二區(qū)溫度應是造 粒最高溫度,一區(qū)比二
14、區(qū)溫度低10C左右,三區(qū)、四區(qū)溫度與二區(qū)基本相同, 從五區(qū)開始直至機頭按510C的梯度逐漸降低。(2)主機的轉速 對于一定規(guī)格的雙螺桿擠出機, 主機轉速決定于產量, 主機轉速越高,4產量越大。 實踐證明, 對于任何雙螺桿擠出機來說, 并非產量越大越好, 一般控制在主機最 高轉速6070%為宜。轉速過大, 物粒在螺桿中停留時間小, 自然也就塑化不好。 主機的轉速還應與喂料機的轉速和切粒機轉速相匹配, 否則會出現冒料或粒子過 大或過小等異?,F象。這里也不是一個簡單主機轉速或者喂料轉速的單一問題。宏觀上講,主機轉速反 映了物料從主機螺桿里出來的速度,而喂料螺桿轉速則反映了喂料螺桿向主機螺 桿傳送物料
15、的速度。所以這里講究的是喂料螺桿轉速和主機螺桿轉速是否匹配的 問題。a、當喂料螺桿轉速相對主機螺桿轉速過小時,主機螺桿中物料沒有完全填滿螺 桿間隙,主機螺桿中,物料相對少,負荷小,這時物料在螺桿中呈現的是一種低壓 力的剪切,達不到良好的分散效果。由此可看出,填料的分散不僅與小分子分散 劑有關系,實際上和生產工藝及混料工藝等因素都密切相關。b、當喂料螺桿轉速相對主機螺桿轉速過大時,喂料螺桿傳送到主機螺桿間隙中的 料,總是來不及被主機螺桿傳送出去,水冷再切粒,于是主機螺桿間隙 中過飽 和,來不及傳送出去的物料在巨大的擠壓,壓實作用下,四處沖撞,尋找突破口,這個時候就會從玻纖口或者真空道中溢出,造成 玻纖口冒料或者返料, 甚至真空 堵塞。一般情況下,控制主機轉速在最高轉速的6070%為宜,這個實際上考慮的是過高 的主機轉速就是1的情況,而過低的主機轉速則是2的情況,這實際都應視為生產
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